Хладотехника. Расчетные работы
.pdfФедеральное агентство по образованию Российской Федерации
ВОСТОЧНО-СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
РАСЧЕТНЫЕ РАБОТЫ
по курсу "Основы холодильной техники" для студентов дневного и заочного обучения специальностей
260601, 110303,260301, 260303, 080401.
Составители: В.Д.Данзанов В.А.Афанасьева
Улан-Удэ, 2007
Расчетные работы, представленные в методических |
|
||||||||
указаниях являются основными при проектировании |
|
||||||||
холодильников. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
целью |
освоения |
методики расчета |
указанные |
|
||||
работы должны выполняться студентами самостоятельно. |
|
||||||||
Правильность |
их |
выполнения |
|
контролируется |
на |
||||
персональном |
компьютере |
с |
помощью |
специальных |
|
||||
программ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Студенты |
должны самостоятельно ввести в ПК |
|
|||||||
исходные данные и результаты своих расчетов, после чего |
|
||||||||
ПК выдаст информацию о правильности выполнения |
|
||||||||
расчетов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
дальнейшем, например, |
|
при |
дипломном |
|
||||
проектировании, студенты будут избавлены от"ручных" |
|
||||||||
расчетов и проверок и могут выполнять указанные работы |
|
||||||||
с помощью ПК. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Методические |
указания |
|
составлены |
доцентом |
|
||||
кафедры |
ПАИ, |
к.т.н. В.Д. Данзановым |
и ассистентом |
|
|||||
кафедры ПАИ В.А.Афанасьевой
СОДЕРЖАНИЕ
1 Расчет толщины теплоизоляционного слоя строительных ограждений холодильника………. 3
2Расчет теплопритоков в охлаждаемое помещение
3 |
Расчет одноступенчатой аммиачной |
5 |
|
холодильной машины |
|
4 |
Расчет и подбор аммиачного кожухотрубного |
15 |
|
конденсатора |
|
5 |
Расчет и подбор аммиачного кожухотрубного |
19 |
|
испарителя |
|
6 |
Контрольные вопросы |
23 |
1. РАСЧЕТ ТОЛЩИНЫ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО СЛОЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ
ХОЛОДИЛЬНИКА
Определить действительную толщину теплоизоляции и действительный коэффициент теплопередачи наружной стены холодильника.
Исходные данные:
Холодильник расположен в средней . зонеСтна изолирована теплоизоляцией, выполненной в виде стандартных плит толщиной 50 мм. Конструкция кирпичной стены представлена на рис.1, железобетонной стены - на рис.2.
Вариантные данные:
Данные из таблицы 1 берут по предпоследней цифре зачетной книжки студента, из таблицы 2 - по последней цифре.
Таблица 1
Показатели |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
|
Температура |
-4 |
-18 |
-30 |
-4 |
-15 |
-30 |
-4 |
-15 |
-30 |
-18 |
|
в камере, °С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стена |
|
|
кирпичная |
|
|
|
|
железобетонная |
|
||
Теплоизо- |
пенополисти- |
|
|
пенопласт |
|
минерало- |
|||||
ляция |
рол ПС-ВС |
|
|
ПХВ |
|
ватные плиты |
|||||
Таблица 2
Толщина, мм: |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
- кирпичной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кладки или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ж/б плиты; |
250 |
380 |
120 |
250 |
380 |
120 |
250 |
380 |
120 |
250 |
- цементной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
затирки; |
1,0 |
0,8 |
1,5 |
1,2 |
1,6 |
0,9 |
1,0 |
1,5 |
1,4 |
1,3 |
- штукатурки; |
15 |
20 |
25 |
14 |
20 |
18 |
16 |
20 |
18 |
14 |
- пароизоляции |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(битум) |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
3,4 |
3,0 |
2,5 |
4,0 |
3,6 |
3,8 |
Рис. 1. Конструкция кирпичной стены:
1 - кирпичная кладка; 2 - цементная затирка; 3 - пароизоляция; 4 - штукатурка; 5 - теплоизоляция.
Рис. 2. Конструкция железобетонной стены: 1 - железобетонная панель; 2 - пароизоляция; 3 - штукатурка; 4 - теплоизоляция.
Методика расчета
Расчетная толщина теплоизоляционного слоя равна:
1 |
1 |
d1 |
dиз = lиз· ¾ - ¾ + ¾ |
||
K |
aн |
l1 |
d2 |
dn |
1 |
+ ¾ + ... + ¾ + ¾ , |
||
l2 |
ln |
aвн |
где dиз - расчетная толщина теплоизоляционного слоя, м;
К - коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м2· К),
(табл.3); |
|
|
|
d1, dn - толщина |
слоев |
строительных |
материалов, |
входящих в состав ограждения, м; |
|
|
|
l1, ln - коэффициенты теплопроводности строительных материалов, входящих в состав ограждения, Вт/(м· К), (табл.4);
lиз |
- коэффициент теплопроводности |
теплоизоляции, |
|
Вт/(м· K), (табл.4); |
|
|
|
aн, aвн - коэффициенты |
теплоотдачи |
с наружной и |
|
внутренней стороны стены, Вт/(м2· К), (aн=25, aвн=8). |
|||
Полученную расчетную |
толщину теплоизоляционного |
||
слоя следует округлить до величины, кратной толщине стандартной плиты (50 мм). Округление производят в сторону
увеличения. |
Например, |
расчетная |
толщина |
теплоизоляции |
||||
равна 0.133 |
м, |
тогда действительная толщинаdдиз |
после |
|||||
округления составит 0.150 м, т.е. три плиты по 50 мм. |
||||||||
Округление |
|
допускается |
в |
сторону |
незначительного |
|||
уменьшения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
После |
|
того, |
как |
была |
|
скорректирована |
толщина |
|
теплоизоляции |
Кд, |
необходимо |
|
пересчитать |
коэффициент |
|||
теплопередачи |
значение |
которого |
будет |
являться |
||||
действительным. |
|
|
|
|
|
|
||
Кд = |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ |
|
|
||||||
|
1 |
d1 |
d2 |
dдиз |
dn |
1 |
|
|
|
¾ + ¾ + ¾ + ¾ + ××× + ¾ + ¾ |
|
|
|||||
|
aн |
l1 |
l2 |
lиз |
ln |
aвн |
|
|
Ввод данных в ПК
С целью проверки правильности выполнения расчетов необходимо ввести в ПК исходные данные и результаты расчета. Для удобства ввода выпишите их на отдельном листе, при этом сначала укажите свою фамилию, номер группы и номер варианта.
Пример выполнения:
РАСЧЕТ ТОЛЩИНЫ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО СЛОЯ
Исходные данные
1.Коэффициент теплопередачи ограждения - K …………….0.25
2.Коэффициент теплопроводности теплоизоляции - lиз…….0.045
3.Коэффициент теплопроводности слоя 1 - l1 ……………………… 1.4
4.Коэффициент теплопроводности слоя 2 - l2 . …………….0.18
5.Коэффициент теплопроводности слоя 3 - l3 ……………… 0.9
Результаты расчета:
1.Расчетная толщина теплоизоляции - dиз ……………….…0.133
2.Действительная толщина теплоизоляции - dдиз ………… 0.150
3.Действительный коэф-т теплопередачи ограждения - Kд…0.226
2. РАСЧЕТ ТЕПЛОПРИТОКОВ В ОХЛАЖДАЕМЫЕ ПОМЕЩЕНИЯ
Определить теплопритоки, проникающие в камеру одноэтажного холодильника (рис.3)
Исходные данные:
Наружные и внутренние стены холодильника выполнены из кирпича. Кровля плоская, покрытая толем. Длина камеры - 12 м, ширина - 6 м, высота стен - 3,6 м.
В камере N 2 (с отрицательной температурой) пол имеет систему каналов (шанцев) для воздушного обогрева.
Коэффициенты теплопередачи, Вт/(м2· К):
кровли ……………….……………………………….…0,22
наружных стен ……………….……………..……….…0,25
внутренней стены ……………….………….……….…0,56
перегородки между камерами 1 и 2 ………...…….…0,58
пола ……………….………………….………………….0,35
В камере работает n человек и установлен транспортер с электродвигателем мощностью N кВт.
Студенты специальностей "Машины и аппараты пищевых производств", "Технология молока и молочных продуктов" определяют теплопритоки в камеру1 (хранения охлажденных продуктов), в которой находятся молоко(тарастеклянные бутылки и металлические корзины) творог в металлических флягах.
Студенты специальности "Технология консервов и пищеконцентратов" определяют теплопритоки в камеру1 (охлаждения продуктов), в которой находятся яблоки, упакованные в деревянные ящики.
Студенты специальности "Технология мяса и мясных продуктов" определяют теплопритоки в камеру2 (замораживания продуктов), в которой находятся субпродукты и баранина в металлических контейнерах.
|
6000 |
6000 |
С-3 |
|
|
|
5 |
5 |
Ю-3 |
1 |
2 |
|
|
4 |
|
|
3 |
Рис. 3. |
План расположения холодильника |
|
1 - камера 1; 2 - камера 2; 3 - тамбур; 4 - машинное отделение; 5 - транспортер
Вариантные данные:
Данные из таблицы1 берут по предпоследней цифре зачетной книжки студента, из таблицы 2 - по последней цифре.
Таблица 1
Показатели |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
Температура |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
воздуха в камере 1, |
0 |
2 |
0 |
3 |
0 |
2 |
0 |
1 |
0 |
3 |
Температура |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
воздуха в камере 2, |
-30 |
-25 |
26 |
-15 |
-28 |
-25 |
-30 |
-18 |
-25 |
-27 |
Число людей, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
работающих в камере, n |
1 |
2 |
1 |
2 |
2 |
1 |
1 |
2 |
2 |
1 |
Мощность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
электродвигателя, N |
1,3 |
1,5 |
1,1 |
1,7 |
1,5 |
2,0 |
2,2 |
1,8 |
1,6 |
1,4 |
(кВт) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2
Показатели |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
Молоко |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Количество, кг |
650 |
400 |
350 |
800 |
550 |
420 |
380 |
660 |
820 |
540 |
Температура, °С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- начальная |
5 |
7 |
10 |
7 |
5 |
7 |
7 |
7 |
7 |
5 |
- конечная |
||||||||||
Творог |
3 |
3 |
5 |
3 |
3 |
5 |
3 |
5 |
3 |
3 |
Количество, кг |
380 |
600 |
650 |
740 |
520 |
340 |
280 |
330 |
190 |
200 |
Температура, °С |
||||||||||
- начальная |
10 |
7 |
10 |
12 |
7 |
12 |
10 |
15 |
15 |
10 |
- конечная |
5 |
3 |
3 |
5 |
1 |
5 |
3 |
5 |
3 |
5 |
Яблоки |
2650 |
2400 |
2350 |
2800 |
2550 |
2420 |
2380 |
2660 |
2820 |
2540 |
Количество, кг |
||||||||||
Температура, °С |
22 |
21 |
20 |
22 |
20 |
22 |
21 |
20 |
20 |
22 |
- начальная |
||||||||||
- конечная |
3 |
3 |
5 |
3 |
3 |
5 |
3 |
5 |
3 |
3 |
Субпродукты |
650 |
400 |
350 |
800 |
550 |
420 |
380 |
660 |
820 |
540 |
Количество, кг |
||||||||||
Температура, °С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- начальная |
30 |
25 |
30 |
20 |
25 |
30 |
35 |
30 |
20 |
25 |
- конечная |
||||||||||
Баранина |
-20 |
-18 |
-15 |
-18 |
-12 |
-15 |
-18 |
-12 |
-20 |
-15 |
Количество, кг |
380 |
600 |
650 |
740 |
520 |
340 |
280 |
330 |
190 |
200 |
Температура, °С |
||||||||||
- начальная |
25 |
30 |
30 |
25 |
20 |
35 |
25 |
30 |
25 |
30 |
- конечная |
-18 |
-20 |
-18 |
-15 |
-15 |
-12 |
-12 |
-18 |
-15 |
-20 |
Город (табл. 5) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |